机械制造基础 第2版 教案 柳青松 - 第9-30次课

PAGEPAGE1教师教案学年第一学期课程机械制造基础任课老师授课班级总课时52序号9-10周次5-6授课形式讲授授课章节名称金属切削加工方法与设备第二节钻削与镗削加工方法教学目的让学生了解常用钻削与镗削加工方法教学重点学习并初步掌握钻削与镗削加工方法特点教学难点刀具的钻削与镗削加工使用使用教具多媒体设施课外作业作业：课后体会授课主要内容一、钻床与钻削方法用钻头在实体材料上加工出孔的工艺过程，称为钻孔，是孔加工的一种基本方法。钻床是孔加工的主要机床，在钻床上主要用钻头进行钻孔。在钻床上加工时，工件不动，刀具作旋转主运动，同时沿轴向移动作进给运动。故钻床适用于加工外形较复杂，没有对称回转轴线的工件上的孔，尤其是多孔加工，除钻孔外在钻床上还可完成扩孔、铰孔、锪平面以及攻螺纹等工作。根据用途和结构的不同，钻床可分为立式钻床、台式钻床、摇臂钻床、深孔钻床以及中心孔钻床等。1.工艺特点1）钻孔是孔的粗加工方法；2）可加工直径0.05～125mm的孔；3）孔的尺寸精度在IT10以下；4）孔的表面粗糙度一般只能控制在Ra12.5μm。对于精度要求不高的孔，如螺栓的贯穿孔、油孔以及螺纹底孔，可直接采用钻孔。2、扩孔工艺特点1）扩孔是孔的半精加工方法；2）一般加工精度为IT10～IT9；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3～3.2μm。钻头切削部分5个刀刃两条副切削刃两条主切削刃一条横刃6钻头切削部分5个刀刃两条副切削刃两条主切削刃一条横刃6个刀面两个螺旋形前刀面两个经刃磨获得的后刀面两个圆弧段的副后刀面3、铰孔工艺特点1）铰孔是孔的精加工方法；2）可加工精度为IT7、IT8、IT9的孔；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra3.2～0.2μm；4）铰刀是定尺寸刀具；5）切削液在铰削过程中起着重要的作用。4、高速钢麻花钻的结构5、扩孔钻的结构1)齿数多（3、4齿）；2）不存在横刃；3）切削余量小，排屑容易。6、铰孔1）.铰刀的类型2）.铰削过程的实质3）.铰削用量（1）铰削余量

粗铰余量为0.10mm～0.35

mm；精铰余量为0.04mm～0.06mm。（2）切削速度和进给量铰削速度为1.5m/min

～

5m/min；铰削钢件时，进给量为0.3mm/r

～

2mm/r；铰削铸铁件时，进给量为0.5mm/r

～

3mm/r。4）铰刀的结构7、镗孔1）镗刀结构8、拉孔齿升量工艺特点1)

拉削生产率高。2)

拉削精度高，质量稳定。拉削精度一般可达IT9-IT7级，表面粗糙度一般可控制到Ra1.6m～Ra0.8m，拉削表面的形状、尺寸精度和表面质量主要依靠拉刀设计、制造及正确使用保证。3)

拉削成本低，经济效益高。4)拉刀是定尺寸、高精度、高生产率专用刀具，制造成本很高，所以，拉削加工只适用于批量生产，最好是大批大量生产，一般不宜用于单件、小批生产。9、内圆磨削工艺特点1）磨削是零件精加工的主要方法之一；2）对长径比小的，内孔磨削的经济精度可达IT5～IT6，表面粗糙度可控制到Ra0.8mm～Ra0.2mm；3）可加工较硬的金属材料和非金属材料，如淬火钢、硬质合金和陶瓷等。内圆磨削与外圆磨削相比，存在如下一些主要问题：1)

内圆磨削的表面较外圆磨削的粗糙。2)

生产率较低。3)磨削接触区面积较大，砂轮易堵塞，散热和切削液冲刷困难。10、高精度孔的珩磨序号11周次6授课形式讲授授课章节名称金属切削加工方法与设备第二节深孔加工方法教学目的让学生了解深孔加工方法教学重点学习并初步掌握深孔钻的结构教学难点深孔钻削的原理使用教具多媒体设施课外作业作业：课后体会授课主要内容一、扩孔钻与钻头的结构比较1、扩孔钻的结构与麻花钻相比有以下特点：1．刚性较好。由于扩孔的背吃刀量小，切屑少，扩孔钻的容屑槽浅而窄，钻芯直径较大，增加了扩孔钻工作部分的刚性。2．导向性好。扩孔钻有3~4个刀齿，刀具周边的棱边数增多，导向作用相对增强。3．切屑条件较好。扩孔钻无横刃参加切削，切削轻快，可采用较大的进给量，生产率较高；又因切屑少，排屑顺利，不易刮伤已加工表面。因此扩孔与钻孔相比，加工精度高，表面粗糙度值较低，且可在一定程度上校正钻孔的轴线误差。此外，适用于扩孔的机床与钻孔相同。2、深孔钻简介深孔的定义：深径比〉5～10的孔普通深孔：深径比=5～10的孔——加长麻花钻在车床和钻床上加工特深孔：深径比〉20的孔——深孔钻床或深孔镗床上加工深孔难加工的主要原因：※刀具导向部分和柄部细长、刚性差、易弯曲变形和振动、使孔的位置偏斜，不能保证孔的加工精度；＋排屑困难＋切削夜难进入切削区起充分的冷却和润滑作用，切削热不易导出。深孔刀具的要求：1）足够的刚性和良好的导向功能2）可靠的断屑和排屑功能3）有效的冷却和润滑功能单刃内排削深孔钻错齿内排削深孔钻序号12周次7授课形式讲授授课章节名称金属切削加工方法与设备第二节铰孔加工方法教学目的让学生了解铰孔加工方法教学重点学习并初步掌握铰刀的结构教学难点深孔铰刀切削的原理使用教具多媒体设施课外作业作业：课后体会授课主要内容一、铰孔1、铰孔(reaming)是用铰刀对已有孔进行精加工的过程。

绞刀是对中、小尺寸的孔进行半静加工和精加工的刀具。2、工艺特点1）铰孔是孔的精加工方法；2）可加工精度为IT7、IT8、IT9的孔；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra3.2～0.2μm；4）铰刀是定尺寸刀具；5）切削液在铰削过程中起着重要的作用。3、铰刀的类型（a）直柄机用铰刀（b）锥柄机用铰刀（c）硬质合金锥柄机用铰刀（d）手用铰刀（e）可调节手用铰刀（f）套式机用铰刀（g）直柄莫式圆锥铰刀（h）手用1:50锥度铰刀4、铰削过程的实质铰削过程不完全是一个切削过程，而是包括切削、刮削、挤压、熨平和摩擦等效应的一个综合作用过程。5、铰削的余量铰削的余量很小，若余量过大，则切削温度高，会使铰刀直径膨胀导致孔径扩大，使切屑增多而擦伤孔的表面；若余量过小，则会留下原孔的刀痕而影响表面粗糙度。1）铰削余量

粗铰余量为0.10mm～0.35

mm；精铰余量为0.04mm～0.06mm。2）切削速度和进给量铰削速度为1.5m/min

～

5m/min；铰削钢件时，进给量为0.3mm/r

～

2mm/r；铰削铸铁件时，进给量为0.5mm/r

～

3mm/r。6、机铰的进给量和切削夜机铰的进给量可比钻孔时高3~4倍，一般可0.5~1.5mm/r。为了散热以及冲排屑末、减小摩擦、抑制振动和降低表面粗糙度值，铰削时应选用合适的切削液。铰削钢件常用乳化液，铰削铸铁件可用煤油。二、铰刀的结构图图3-54铰刀1、铰刀结构特点铰刀无横刃。刀齿较多，一般有6～12个齿，每个刀齿上所受的径向切削分力比较均匀。铰孔余量小，容积空间不深，铰刀芯部直径较粗，刚性好。因此，铰削时工作平稳，铰孔质量好。铰刀刀齿在圆周上的分布有等齿距和不等齿距分布两种。通常前者用于机用铰刀，后者用于手用铰刀。铰刀的齿槽方向有直槽和螺旋槽两种。直槽铰刀制造、刃磨都比较简单，因此使用广泛。螺旋槽铰刀切削平稳、振动小，适用于加工较深孔和断续孔。2.切削部分的几何角度铰孔时切屑薄，切屑与前刀面接触长度短，前角的作用不显著，且为了便于制造，常取γ0为0˚，仅在加工如不锈钢等韧性材料时取γ0为5˚～10˚。铰刀的后角常取为α0＝6˚～8˚；刃磨后角时，切削部分的刀齿必须锋利而不留刃带，校准部分的刀齿留有刃带bα1，为0.05～0.3mm。切削锥角2κr主要影响被加工孔的质量及铰孔轴向力的大小，也影响刀具寿命。对于手用铰刀应取较小的切削锥角2κr＝1˚～3˚，这样可减小轴向力，减轻劳动强度，也便于切入时的导向。对于机用铰刀，切入时的导向由机床或夹具保证，切削锥角取得较大。一般铰铸铁等脆性材料时为6˚～10˚；铰钢件时为25˚～30˚；铰盲孔时取为90˚。3、铰刀的直径和公差铰刀的直径和公差大小直接影响着被铰孔的尺寸精度，同时也决定了铰刀的制造成本与使用寿命。确定铰刀的直径和公差时，应综合考虑被加工孔的公差要求、铰刀的制造公差、铰刀使用时的磨损储备量以及铰孔时所产生的孔径扩张量或收缩量。通常铰后孔的直径会比铰刀直径稍大一些，即产生扩张现象，主要原因有：刀齿的径向跳动、工件与刀具的安装偏差、切削时颤动以及积屑瘤等。但是，在铰削薄壁韧性材料工件时，又可能出现铰后孔径比铰刀直径稍小的收缩现象。三、铰孔的方式有机铰和手铰两种。机铰：在机床上进行铰削称为机铰；手铰：用手工进行铰削的称为手铰。四、铰刀的加工工艺特点：1）刀齿数多（6～12个），制造精度高；具有修光部分，可以用来校准孔径、修光孔壁；2）刀体强度和刚性较好（容屑槽浅，芯部直径大）；故导向性好，切削平稳；3）铰孔的余量小切削力较小；铰孔时的切速度较低，产生的切削热较少。因此，铰孔的加工质量更好。五、钻、扩、铰的性能比较分析1、钻头、扩孔钻、铰刀都是标准刀具。2、中等尺寸以下较精密的孔，单件小批乃至大批大量生产，采用钻—扩—铰这种典型加工方案进行加工非常方便。3、钻、扩、铰只能保证孔本身的精度，而不易保证孔与孔之间的尺寸精度及位置精度。4、钻模和镗孔为此，可以利用钻模进行加工，或者采用镗孔。序号19周次11授课形式讲授授课章节名称金属切削加工方法与设备第二节镗孔加工方法教学目的让学生了解镗孔加工方法教学重点学习并初步掌握镗刀的结构教学难点深孔镗刀切削的原理使用教具多媒体设施课外作业作业：课后体会授课主要内容一、镗孔1、镗孔的定义：利用镗刀对已有的孔进行加工适用范围：对于直径较大的孔（一般D>φ80～100mm）、内成形面或孔内环槽等，镗削是唯一合适的加工方法。2、工艺特点1）镗孔可不同孔径的孔进行粗、半精和精加工；2）加工精度可达为IT7～IT6；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3～0.8μm。4）能修正前工序造成的孔轴线的弯曲、偏斜等形状位置误差；注意：1）.镗孔不象扩孔、铰孔需要许多尺寸不同的刀具，而且容易保证相互位置精度。2）.镗孔的生产率低，要求较高的操作技术，这是因为镗孔的尺寸精度要依靠调整刀具位置来保证。3、镗孔的应用1）、一般镗孔的尺寸公差等级为IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为1.6～0.8μm；精细镗时，尺寸公差等级可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra值为0.8～0.2μm。2）、用于加工机座、箱体、支架等大型零件上孔径较大、尺寸精度和位置精度要求高的孔系，也可加工单个孔、台阶孔和孔内环形槽、镗平面等。二、镗孔使用的机床1、镗床分为卧式镗床、坐标镗床、立式镗床等。卧式镗床：箱体、机架类零件上的孔或孔系；2、钻床或铣床：单件小批生产；3、车床：回转体零件上轴线与回转体轴线重合的孔。三、镗孔的方法1、车床上镗孔：工件旋转、镗刀进给2、镗床上镗孔：镗刀刀杆随主轴一起旋转，完成主运动；

进给运动可由工作台带动工件纵向移动，

也可由主轴带动镗刀杆轴向移动完成。a)工件不动、刀具旋转并进给b)刀具旋转、工件进给四、镗孔的刀具1、镗刀：单刃镗刀和浮动式镗刀2、形式：a）通孔单刃镗刀b）盲孔单刃镗刀c）浮动镗刀五、深孔镗削1:粗镗:使用粗镗头,对以钻出的深孔或冷拔无缝钢管的内孔作进一步的加工,以切除大部分余量,扩大孔径,校正原孔的直线度.2:精镗使用精镗头,如图4-23所示：属于深孔的精加工方法,亦称浮动镗加工精度IT7~IT6,Ra0.8~0.4µm深孔机床如图4-24所示：常用型号T2120T2130六、内圆表面的精密加工方法金刚镗在金刚镗床上,用硬质合金刀具或金刚石刀具,以小的切深小的进给量较高的切削速度,进行镗削.并采用粗镗精镗两道工序,可获得较高的精度和较低的表面粗糙度.尺寸公差等级:IT7~IT6,表面粗糙度:Ra0.4~0.1µm.圆度误差小于0.003~0.005mm.金刚镗加工质量好,生产率高,广泛用于在大批大量生产中,对钢铸铁有色金属套筒内孔的光整加工.七、镗削加工方式(1)镗削方式卧式铣镗床可根据加工情况的不同，实现如图2—110所示的几种典型加工方式。(2)孔系的加工孔系是指在空间具有一定相对位置的两个或两个以上的孔。这些孔可以是平行孔系、同轴孔系、垂直孔系。①找正法：划线找正法、心轴量块找正法、样板找正法等。②坐标法坐标法镗孔是将被加工孔系间的孔距尺寸换算为两个互相垂直的坐标尺寸，然后按此坐标尺寸精确地调整机床主轴号工件在水平与垂直方向的相对位置，通过控制机床的坐标位移尺寸和公差来间接保证孔距尺寸精度。应该指出，在采用坐标法加工孔系时，首先加工作为坐标原点的原始孔和选择镗孔顺序是十分重要的，因为孔中心距尺寸精度是靠坐标尺寸间接保证的，坐标尺寸的累积误差必然会影响孔中心距精度。在选择原始孔和镗孔顺序时，应注意以下几个原则：第一，要把有孔中心距精度要求的两孔的加工顺序紧紧地连在一起，以便减少坐标尺寸的累积误差影响孔中心距精度；第二，原始孔应位于箱壁的一侧，这样，依次加工各孔时，工作台朝一个方向移动，就可避免工作台往返移动由间隙而造成的误差；第三，所选的原始孔应有较高的精度和较小的表面粗糙度值，以便在加工过程中，需要时可以重新准确地校验坐标原点。③镗模法镗模法用镗模加工孔系，如图2-114所示。工件装夹在镗模上，镗杆支承在镗模的导套里，由导套引导镗杆在工件的正确位置上镗孔。2)同轴孔系单件小批生产时，在通用机床上加工同轴孔系，一般不使用镗模，保证同轴度有下列几种方法：①利用已加工孔作支承导向②利用镗床后立柱上的支承架支承镗杆③采用调头镗法3)垂直孔系镗削镗削垂直孔系时，当一个方向的孔加工完毕后，可将工作台调转900，再镗削第二个孔，如图2-117所示。其调整方法与同轴孔系调头镗法很相似。序号19周次11授课形式讲授授课章节名称金属切削加工方法与设备第五节磨削加工教学目的让学生了解磨削加工方法教学重点学习并初步掌握磨削加工的特点教学难点深孔磨削加工的原理与应用使用教具多媒体设施课外作业作业：课后体会授课主要内容一、磨削的特点与应用1、磨削的定义：用砂轮或其它磨具加工工件称磨削加工。2、磨削使用的设备磨床：平面磨床、外圆磨床、内圆磨床工具磨床等多种磨削：用砂轮、砂带、油石或磨料等对工件表面的切削加工。磨床：用砂轮、砂带作磨具进行切削加工的机床。用油石或磨料作磨具进行切削加工的机床，研磨机床或超精磨削机床。二、磨削特点1、可获得较高的加工精度及很细的粗糙度；2、能磨削硬度很高的淬硬钢、硬质合金或硬度很高的金属和非金属材料；3、磨削速度高，砂轮与工件的接触面积大，故磨削温度很高；4、加工余量小，常作为精加工工序；5、砂轮属于非均质切削工具，安装前要经过仔细的静平衡；6、磨削过程中，要经常修整砂轮三、砂轮1．砂轮组成及其各要素的作用：磨料、结合剂、空隙（三要素）。磨粒的作用：主要起切削作用气孔的作用：主要起容屑和冷却作用结合剂的作用：主要起粘接作用2.砂轮形状PPSAPBNBWD1PSX13．特性（磨料、粒度、硬度、结合剂、组织、形状尺寸）PPSAPBNBWD1PSX1（1）磨料：砂轮中磨粒选用的材料称磨料。磨料必须具有高的硬度和良好的耐热性及韧性。常用磨料有三大类：（三氧化二铝）、（碳化硅）、（人造、天然金刚石）。金刚石类用在特殊场合，现只比较前两种。2）粒度：粒度表示磨粒的大小，它对生产效率和表面粗糙度有很大影响。按实际宽度，粒度大于0.04mm用筛网区分，粒度小于0.04mm称微粉。选择原则：加工表面粗糙度值越大→选用越粗的磨料加工表面粗糙度值越小→选用越细的磨料（3）硬度：指在切削力的作用下，磨粒自砂轮上脱落的难易程度，易脱落的砂轮为软，反之则硬。由结合剂的强度和数量决定选择原则：工件材料软——硬砂轮工件材料硬——软砂轮（4）结合剂：用于粘结磨粒，制造不同形状的砂轮，结合剂的种类和性质决定砂轮的强度、硬度、耐热、耐腐性等。常用的结合剂有三种：陶瓷结合剂V（A）：成本低、性能稳定、磨削效率高。树脂结合剂B（S）：制造砂轮强度高。橡胶结合剂R（X）：韧性好，适合于抛光用砂轮。取决于磨削速度5）组织：砂轮三要素之间的比例关系称为组织。磨粒多、结合剂少成为紧密型，反之为疏松型，介于两者之间为中等型。4、砂轮的型号、代号、标记和尺寸形状—尺寸—磨料—粒度号—硬度—组织号—结合剂—最高线速度例：P300×30×75WA60L6V355、砂轮的选用原则（1）磨削硬材料时选用软砂轮，反之应选用硬砂轮。（2）粗加工时选用磨粒较大的砂轮，反之应选用磨粒较细的砂轮。6．砂轮安装注意事项（1）砂轮为高速旋转的刀具，必须对检查外观裂纹、破碎等，且装夹牢固，安装正确。（2）对直径较大的砂轮（>125mm）必须做平衡实验。（3）砂轮使用一段时间后必须用金刚石对砂轮工作面进行修整。7、冷却系统 1)．冷却液的作用：在磨削区域会产生大量的高温，有时达1000ºC以上，在这样条件下，工件会产生烧伤、变形、裂纹等现象，因此需合理选用冷却液，并应具有以下几个作用。（1）冷却工件：降低磨削区温度。（2）清洗作用：将磨屑和磨粒带走，以免划伤工件。（3）润滑作用：减少工件表面与磨粒的摩擦。（4）防锈作用：防止锈蚀工件和机床。2)．冷却液的种类常用的冷却液主要有水质类（电解水溶液、乳化液、苏打水溶液）、油质类和固体类。我们目前主要用苏打水溶液，这样的溶液冷却效果好，透明性强，无异味。主要化学成分为：无水碳酸纳0.1~1%，亚硝酸纳0.25~0.5%，水余量。四、磨削过程1.砂轮工作表面的形貌特征1）磨粒在砂轮工作表面上是随机分布的；2）每一颗磨粒的形状和大小都是不规则的。2.磨屑的形成过程1）单颗磨粒的切削过程滑擦—刻划—切削2）多颗磨粒的切削过程3、磨削方法1）．外圆磨床的磨削方法（1）纵磨法（如图）磨削质量好，效率较低，适合磨削工件长度大于砂轮宽度的工件和精加工。（2）横磨法（如图）磨削效率高，质量次之，适合粗加工及磨削工件长度小于砂轮宽度的工件。此外，把两者综合在一起叫综合磨削法。2）．平面磨床的磨削方法主要有两种：（1）周磨法（如图），用砂轮的周面磨削工件，效率低，但质量好。（2）端磨法，用砂轮的端面磨削工件，效率高，质量次之，适合大批量生产，主要适用圆转平面磨床。3）常用的磨削方法：外圆磨削平面磨削内圆磨削成型磨削无心外圆磨削4）磨削运动及磨削用量（1）.磨削的主运动(2).工件的切向进给运动(3).工件轴向进给运动(4).径向进给量序号15周次8授课形式讲授授课章节名称金属切削加工方法与设备第六节圆柱齿轮加工教学目的让学生了解齿轮加工方法教学重点学习并初步掌握齿轮加工的特点教学难点深孔齿轮加工的原理与应用使用教具多媒体设施课外作业作业：课后体会授课主要内容一、常用的齿轮传动方式二、齿轮的功用和结构特点1、齿轮的功用由于齿轮传动具有传动比准确、传动力大、效率高、结构紧凑、可靠耐用等优点，因此，齿轮在机器和仪器中应用极为广泛，齿轮的需求量也日益增加。其功用是按一定的传动比传递运动和动力。2、齿轮的结构特点齿轮因其在机器中的功用不同而结构各异，但总是由齿圈和轮体组成。在齿圈上均匀地分布着直齿、斜齿等轮齿，而在轮体上有轮辐、轮毂、孔、键槽等。按齿圈上轮齿的分布形式，齿轮可分为直齿轮、斜齿轮和人字齿轮等；按轮体的结构形式，齿轮可分为盘类、齿轮轴和齿条等。三、齿轮传动的精度要求齿轮的制造精度对机器的工作性能、承载能力、噪声及使用寿命影响很大，因此，齿轮制造必须满足齿轮传动的使用要求。（1）传动的准确性（2）工作平稳性（3）载荷均匀性（4）齿侧间隙四、齿形加工原理成形法和展成法两类五、铣齿1、铣齿的定义：是用成形铣刀在万能卧式铣床上进行的。2、刀具a）盘状铣刀(b)指状铣刀成形法是利用与被加工齿轮的齿槽的截面形状一致的刀具，在齿坯上加工出齿面的方法。例如在铣床上用盘形或指状铣刀铣削齿轮；在刨床或插床上用成形刀具加工齿轮。在使用一把成形刀具加工齿轮时，每次只加工一个齿槽，然后用分度装置进行分度，依次加工下一个齿槽，直至全部轮齿加工完毕。这种加工方法的优点是机床较简单，可以利用通用机床加工，缺点是加工齿轮的精度低。3、铣齿的工艺特点：（1）成本较低齿轮铣刀结构简单，在普通的铣床上即可完成铣齿工作，铣齿的设备和刀具的费用较低。（2）生产率低铣齿过程不是连续的，每铣一个齿，都要重复消耗切入、切出、退刀和分度的时间。（3）加工精度低六、滚齿1、滚齿的定义：是利用齿轮滚刀在滚齿机上加工齿轮的轮齿，其滚切原理是刀具和工件的运动相当于一对螺旋齿轮的啮合。2、滚齿时需要的运动（1）滚直齿轮时的基本运动（2）滚斜齿轮时的基本运动3、滚刀（1）滚刀的种类按截面线形分：渐开线滚刀:

阿基米德滚刀：法向直廓滚刀：精度：2A、3A级滚刀分别为剃前滚刀和磨前滚刀。齿形如图所示。4、滚刀的安装1)滚刀必须对中,否则加工出的齿轮齿形有较大的误差；2）滚刀扳动角度使其螺旋线与工件齿向一致；3）工件的旋转方向,顺铣与逆铣的确定。5、滚齿的应用范围滚齿应用范围较广，可加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮等，但不能加工内齿轮和相距太近的多联齿轮。6、滚齿的精度7、滚齿的切削运动1）.主运动滚刀的旋转运动。2）.分齿运动滚刀与齿坯之间强制保持一对螺旋齿轮啮合运动关系的运动。分齿运动由滚齿机的传动系统来实现，齿坯的分度是连续的。3）.垂直进给运动为切出整个齿宽，滚刀需要沿工件的轴向作进给移动，即为垂直进给运动。8、滚齿的工艺特点（1）滚刀的通用性好一把滚刀可以加工与其模数、压力角相同而齿数不同的齿轮。（2）齿形精度及分度精度高（3）生产率高滚齿的整个切削过程是连续的。（4）设备和刀具费用高滚齿机为专用齿轮加工机床，其调整费时。滚刀较齿轮铣刀的制造、刃磨要困难。七、插齿1、插齿的定义：是在插齿机上用插齿刀加工齿形的过程。插齿原理：是刀具和工件的运动相当于一对圆柱齿轮传动。插齿刀是一个是用高速钢制造并磨出切削刃的齿轮。2、插齿加工的原理插齿加工是运用一对轴线平行的圆柱齿轮啮合原理，将其中一个齿轮用高速钢作材料，在齿轮上切出前角和后角,再经热处理使硬度达到HRC=62～65，就成了插齿刀。插齿时插齿刀与工件之间的基本运动有:3、插齿所需的运动主运动分齿运动

径向进给运动

周向进给运动让刀运动4、插齿的工艺特点（1）插齿和滚齿的精度相当，且都比铣齿高。（2）插齿和滚齿选择刀具时只要求刀具的模数和压力角与被切齿轮一致，与齿数无关（最少齿数z≥17）。（3）插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿。5、插齿与滚齿工艺特点的比较（1）加工精度滚齿运动精度高，插齿的齿形精度高，齿面粗糙度值小。（2）生产率滚齿的生产率比插齿高。6、插齿的应用插齿多用于加工滚齿难以加工的内齿轮、多联齿轮、带台阶齿轮、扇形齿轮、齿条及人字齿轮、端面齿盘等，但不能加工蜗轮。八、剃齿1、剃齿的定义：是利用一对交错轴斜齿轮啮合原理，在剃齿机上“自由啮合”的展成加工方法。2、剃齿时的运动

主运动轴向进给运动

径向进给运动。3、剃齿特点及应用1）剃齿主要用来对调质和淬火前的直、斜齿圆柱齿轮进行精加工，剃齿的精度取决于剃齿刀的精度。剃齿精度可达7～6级，齿面粗糙度Ra值为0.8～0.2μm。剃齿生产率高，一般2～4min钟便可加工好一个齿轮。剃齿机结构简单，操作方便，也可把铣床等设备改装成剃齿机使用。剃齿刀制造较困难，剃齿不便于加工双联或多联齿轮的小齿轮等，使剃齿的应用受到一定限制。剃齿通常用于大批大量生产中的齿轮齿形精加工，在汽车、拖拉机及机床制造等行业中应用很广泛。九、珩齿1、珩齿的定义：用珩磨轮在珩齿机上进行齿形精加工的方法，其原理和方法与剃齿相同。珩齿时，珩磨轮高速旋转（1000r/min～2000r/min）,同时沿齿向和渐开线方向产生滑动进行切削，珩齿过程具有剃削、磨削和抛光的精加工的综合作用，刀痕复杂、细密。2、使用范围：1）珩齿适用于消除淬火后的氧化皮和轻微磕碰而产生的齿面毛刺与压痕，可有效地降低表面粗糙度和齿轮噪音，对齿形精度改善不大。珩齿后的表面粗糙度值Ra为0.4～0.2μm。因珩齿余量很小，约为0.01mm～0.02mm,且多为一次切除，生产率很高，一般珩磨一个齿轮只需1min左右。十、磨齿1、磨齿的定义：用砂轮在磨齿机上对齿轮进行精加工的方法。2、按磨齿原理：成形法磨齿和展成法磨齿。序号16周次8授课形式讲授授课章节名称金属切削加工方法与设备第七节刨削与拉削加工教学目的让学生了解刨削与拉削加工方法教学重点学习并初步掌握刨削与拉削加工的特点教学难点深孔刨削与拉削加工的原理与应用使用教具多媒体设施课外作业作业：课后体会授课主要内容一、刨削加工1．刨削加工的特点与应用刨削加工及其应用刨削加工是在刨床上利用刨刀(或工件)的直线往复运动进行切削加工的一种方法。刨削时，刨刀或工件所作的直线往复运动是主运动，其中刨刀或工件前进时切下切屑的行程称为工作行程。返程时不进行切削，称为空行程，而且刨刀需抬起让刀，以避免刀具和工件摩擦。进给运动是工件或刀具沿垂直于主运动方向所作的间歇运动。由于刨刀相当于车刀，刀具结构简单，刃磨方便，在单件小批生产中加工形状复杂的表面比较经济。但由于其主运动反向时需克服较大的惯性力，限制了切削速度和空行程速度的提高，同时还存在空行程所造成的时间损失，因此在大多数情况下其生产率较低。刨削可以加工平面、平行面、垂直面、台阶、沟漕、斜面、曲面等，如图2-155所示。二、刨床的种类及运动形式 1．牛头刨床 多用于加工与安装基面平行的面，尺寸和重量较小的工件；以刀具移动为主运动，工件移动为进给运动；刀具安装在刀架上，刀架连接在滑枕前端，工件用夹具固定在工作台上。 2．龙门刨床 用来加工大型工件或一次装夹加工数个中、小型工件。龙门刨床的主运动为工作台做直线往复运动，进给运动为刀具间歇进给。 3．插床(立式刨床) 它的结构、原理与牛头刨床很相似，主要用于加工内表面工件。如方孔、各种键槽、花键槽和内多边形内孔工件。主运动为滑枕做垂直的直线往复运动；进给运动为工作台纵向、横向、圆周方向间歇进给。三、刨刀(1)刨刀的种类刨刀可以按加工表面的形状和用途分类，也可按刀具的形状和结构分类。1)按加工表面的形状和用途，刨刀一般可分为平面刨刀、偏刀、切刀、弯切刀、角度刀和样板刀等，如图2—159所示。其中平面刨刀用于刨削水平面，偏刀用于刨削垂直面、台阶面和外斜面等，切刀用于切断和刨削垂直面等，弯切刀用于刨削T形槽，角度刀用于刨削燕尾槽和内斜面等，样板刀用于刨削v形槽和特殊形状的表面等。 刨刀的种类及加工范围 （1）尖刀：用于加工平面、直线成型面。 （2）偏刀：用于加工垂直面、外斜面。 （3）角度偏刀：用于加工内斜面、燕尾、燕尾槽。 （4）弯切刀：用干加工梯形槽、侧面槽。 （5）切刀：用于切直槽、斜槽、切断。刨床：牛头刨床 龙门刨床 插床（立式牛头刨床）主运动：刨刀往复直线移动工件往复直线移动刀具往复垂直上下移动进给运动：工件间歇移动 刨刀间歇移动工件间歇纵向横向和回转运动刨削长度＜1m ＞1~20m应用中小件大件加工内表面（键槽），多边形孔（直线孔），特别是加工盲孔或有障碍台肩的内表面。四、刨削的精度刨削的加工精度可达IT9～IT8，表面粗糙度值可达Ra6．3～1.6μm，可满足一般平面加工的要求。刨削加工可以保证一定的相互位置精度，所以刨削加工箱体、导轨等平面非常适宜。在龙门刨床上，利用宽刃精刨刀精刨代替刮研，大大提高了加工精度和生产率。在刨床上加工窄长平面或多件同时加工时，其生产率并不低于铣削加工。(2)刨削的基本运动刨削的运动因使用的机床类型不同而不同。(3)刨削加工的特点1)刨削的进给运动是间歇运动，工件或刀具进行主运动时无进给运动，故刀具的角度不因切削运动变化而发生变化。2)刨削加工的切削过程是断续切削，刀具在空行程中能得到自然冷却。3)刨削加工的主运动是往复运动，因而限制了切削速度的提高。4)刨削过程中有冲击，冲击力的大小与切削用量、工件材料、切削速度等有关。五、拉削加工1．拉削加工的特点及应用拉削加工就是用各种不同的拉刀在相应的拉床上切削出各种内、外几何表面的一种加工方式。拉削时，拉刀与工件的相对运动为主运动，一般为直线运动。拉刀是多齿刀具，后一刀齿比前一刀齿高，其齿形与工件的加工表面形状吻合，进给运动靠后一刀齿的齿升量(前后刀齿高度差)来实现(见图2—162)。在拉床上经过一次行程，即可切除加工表面的全部余量，获得要求的加工表面。当刀具在切削时不是受拉力而是受压力时，这时刀具叫推刀，这种加工方法叫推削加工，推削加工主要用于修光孔和校正孔的变形。2、拉削加工的生产率与精度拉削加工的生产率较高，被加工表面在一次走刀中成形。由于拉刀的工作部分有粗切齿、精切齿和校准齿，工件加工表面在一次加工中经过了粗切、精切和校准加工，而且由于拉削速度较低，每一刀齿切除的金属层很薄，切削负荷小，因此加工质量好，可获得较高的加工精度。拉削的加工精度可这IT8~-IT7，表面粗糙度值可达Ra3.2~0.4μm。3．拉刀(1)拉刀的种类拉刀的种类很多，根据加工表面位置不同可分为内拉刀与外拉刀。常用的内拉刀有圆孔拉刀、方孔拉刀、花键拉刀、渐开线齿拉刀等。（2）.拉孔内单键槽（3）.拉平面（4）．拉削方式(拉削图形)拉刀从工件上把拉削余量切下来的顺序称为拉削方式，通常都用图形来表达，因此也称拉削图形。拉削方式是否合理，直接影响到刀齿负荷的分配、拉刀的长度、切削力、工件表面质量、拉刀的耐用度、生产率及制造成本等。拉削方式可以分为三大类：分层拉削方式分块拉削方式综合拉削方式。六、加工方法总结1、外圆面的加工：车、磨和光整加工等2、孔的加工：车、钻、镗、铣、拉、磨等3、平面的加工：车、铣、刨、磨及光整加工等4、螺纹的加工：车、铣、钻、磨等加工等5、成形面加工：车、铣、刨、拉、磨等加工等扬州工业职业技术学院教案序号20周次11授课形式讲授授课章节名称§5.1概述教学目的掌握工件定位的基本要求和工件的定位方法掌握常用的定位元件教学重点工件定位的基本要求和工件的定位方法教学难点工件的定位方法使用教具多媒体课外作业预习课后体会授课主要内容〔引入新课〕为了切削加工刀具和工件之间必须有相对运动，怎样保证在机床上的正确位置呢？〔讲授新课〕第五章机床夹紧设计§5.1概述一、概述为了加工出符合规定技术要求的表面，必须在加工前将工件装夹在机床上或夹具中。1.工件的装夹（1）装夹的目的实现工件的定位与夹紧定位：使工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。（2）装夹的方法1）直接找正装夹效率低，找正精度较高；适用单件小批量中形状简单的工件。2）划线找正装夹通用性好，但效率低，精度不高；适用于单件小批量中形状复杂的铸件。3）夹具装夹操作简单，效率高，容易保证加工精度，适用于各种生产类型。2.机床夹具的用途机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床或刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。3.机床夹具的分类通用夹具按夹具的应用范围和特点分专用夹具可调夹具和成组夹具尾座套筒铣键槽夹具1－油缸；2－杠杆；3－拉杆；4－压板；5－夹具体6－对刀装置；7－定向键；8－V形块；9－限位螺钉4.机床夹具的组成定位元件、夹紧装置、对刀、引导元件、连接元件、其它装置或元件、夹具体二、基准及其分类设计基准工艺基准：定位基准（1、粗基准、2、精基准、3、辅助基准、4、主要基准、5、附加基准）、测量基准、装配基准、工序基准。三、工件在夹具中的定位工件定位的概念和定位的要求

㈠工件定位的概念

工件定位是确定工件在工艺系统（机床、夹具、刀具、工件的组合）中的正确位置。其本质是使加工面的设计基准在工艺系统中占据一个正确位置。

㈡工件定位的要求

工件定位的目的是为了保证工件加工面与加工面的设计基准之间的位置公差和距离尺寸精度。

要求：

㈠使工件加工面的设计基准与机床保持一正确位置；

㈡使工件加工面的设计基准与刀具保持一正确位置；获得表面间距离尺寸精度常用的两种方法：

试切法和调整法

四、工件定位的方法

㈠直接找正法定位

㈡划线找正法定位

㈢使用夹具定位（利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置）

①夹具的工作原理：使加工工件和机床与夹具具有确定的位置；使刀具与夹具具有确定的距离尺寸联系。

②夹具的组成：定位元件，安装元件，调整元件，夹紧装置，夹具体，其他装置或元件

③夹具的分类：通用，专用，成组可调，组合定位的任务设计合理的定位方法、定位装置有足够的定位精度定位的原理：1、

六点定位原理用适当分布的六个支承点消除工件的六个自由度，使工件在夹具中位置完全确定，这个原理称为六点定位原理。完全定位与不完全定位完全定位——工件的六个自由度全被限制的定位方式。不完全定位——按照技术要求，工件的六个自由度没有被全部限制的定位方式。欠定位与过定位欠定位——应该消除的自由度没有消除，不允许。过定位——几个支承点重复限制某个自由度，一般不允许，应用是有条件的。2、支承点与定位元件常见定位方式中的定位元件所限制的自由度和相当的支承点数见3、六点定位原理应用举例1）、在长方体工件上铣通槽应该限制五个自由度2）、在长方体工件上铣不通槽应该限制六个自由度：3）、在球面上铣平面应该限制一个自由度4）、在车床上车外圆应该限制四个自由度五、对定位元件的基本要求

(1)足够的精度

(2)足够的强度和刚度

(3)有较高的耐磨性

(4)良好的工艺性六、工件以平面定位时的定位元件(一)主要支承:用来限制工件自由度起定位作用(1)固定支承(2)可调支承(3)自位支承(浮动支承)(二)辅助支承:用来提高装夹刚度和稳定性不起定位作用(1)螺旋式辅助支承(2)自位式辅助支承(3)推引式辅助支承七、工件以圆孔定位时的定位元件1圆柱销(定位销)2圆柱心轴3圆锥销4圆锥心轴(小锥度心轴)八、工件以外圆柱面定位时的定位元件1、V型块2、定位套布置作业：P2743-33-4扬州工业职业技术学院教案序号20周次11授课形式讲授授课章节名称§5.1概述§5.2车床夹具实例教学目的1、了解机床夹具的用途、组成和分类2、掌握车床夹具的类型与特点3、初步掌握车床夹具设计的要点教学重点车床夹具的类型与特点教学难点车床夹具设计使用教具多媒体课外作业P25413,14课后体会授课主要内容§5.1概述一、机床夹具的用途1、保证被加工表面的位置精度2、提高劳动生产率、降低成本3、扩大机床使用范围4、可降低对工人技术水平的要求和减轻工人的劳动强度二、机床夹具的组成1、定位元件或装置；2、夹紧装置；3、夹具与机床之间的连接元件；4、对刀或导向元件；5、其他装置或元件；6、夹具题三、机床夹具的分类见图6-1§5.2车床夹具实例一．车床夹具的分类车床主要用于加工零件的内、外圆柱面、圆锥面、回转成形面、螺纹以及端平面等。上述各种表面都是围绕机床主轴的旋转轴线而形成的，根据这一加工特点和夹具在机床上安装的位置，将车床夹具分为两种基本类型。（1）安装在车床主轴上的夹具这类夹具中，除了各种卡盘、顶尖等通用夹具或其它机床附件外，往往根据加工的需要设计各种心轴或其它专用夹具，加工时夹具随机床主轴一起旋转，切削刀具作进给运动。（2）安装在滑板或床身上的夹具对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常常把夹具安装在车床滑板上，刀具则安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作进给运动。加工回转成形面的靠模属于此类夹具。车床夹具按使用范围，可分为通用车夹具、专用车夹具和组合夹具三类。生产中需要设计且用得较多的是安装在车床主轴上的各种夹具，故下面只介绍该类夹具的结构特点。二．车床常用通用夹具的结构（1）三爪自定心卡盘三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，工件装夹后一般不需找正，装夹工件方便、省时，但夹紧力不太大，所以仅适用于装夹外形规则的中、小型工件，其结构如图4-74所示。为了扩大三爪自定心卡盘的使用范围，可将卡盘上的三个卡爪换下来，装上专用卡爪，变为专用的三爪自定心卡盘。（2）四爪单动卡盘由于四爪单动卡盘的四个卡爪各自独立运动，因此工件装夹时必须将加工部分的旋转中心找正到与车床主轴旋转中心重合后才可车削。四爪单动卡盘找正比较费时，但夹紧力较大,所以适用于装夹大型或形状不规则的工件。四爪单动卡盘可装成正爪或反爪两种形式，反爪用来装夹直径较大的工件。图4-75是四爪单动卡盘上用V形架固定圆件的方法，调好中心后，用三爪固定一个V形架，只用第四个卡爪夹紧和松开元件。（3）拨动顶尖为了缩短装夹时间，可采用内、外拨动顶尖如图4-76所示。这种顶尖的锥面上的齿能嵌入工件，拨动工件旋转。圆锥角一般采用60°，硬度为58~60HRC。图4-76a为外拨动顶尖，用于装夹套类工件，它能在一次装夹中加工外圆。图4-76b为内拨动顶尖，用于装夹轴类工件。端面拨动顶尖：这种前顶尖装夹工件时，利用端面拨动爪带动工件旋转，工件仍以中心孔定位。这种顶尖的优点是能快速装夹工件，并在一次安装中能加工出全部外表面。适用于装夹外径为φ50~150mm的工件，其结构如图4-77所示。3．车床专用夹具的典型结构（1）心轴类车床夹具心轴宜用于以孔作定位基准的工件，由于结构简单而常采用。按照与机床主轴的联接方式，心轴可分为顶尖式心轴和锥柄式心轴。图4-78为顶尖式心轴，工件以孔口60°角定位车削外圆表面。当旋转螺母6，活动顶尖套4左移，从而使工件定心夹紧。顶尖式心轴结构简单、夹紧可靠、操作方便，适用于加工内、外圆无同轴度要求，或只需加工外圆的套筒类零件。被加工工件的内径ds一般在32~100mm范围内，长度Ls在120~780mm范围内。图4-79为锥柄式心轴，仅能加工短的套筒或盘状工件。锥柄式心轴应和机床主轴锥孔的锥度相一致。锥柄尾部的螺纹孔是当承受力较大时用拉杆拉紧心轴用的。（2）角铁式车床夹具角铁式车床夹具的结构特点是具有类似角铁的夹具体。它常用于加工壳体、支座、接头等类零件上的圆柱面及端面。如图4-80所示的夹具，工件以一平面和两孔为基准在夹具倾斜的定位面和两个销子上定位。用两只钩形压板夹紧。被加工表面是孔和端面。为了便于在加工过程中检验所切端面的尺寸，靠近加工面处设计有测量基准面。此外，夹具上还装有配重和防护罩。如图4-81所示的夹具是用来加工气门杆的端面，由于该工件是以细的外圆柱面为基准，这就很难采用自动定心装置，于是夹具就采用半圆孔定位，所以夹具体必然成角铁状。为了使夹具平衡，该夹具采用了在重的一侧钻平衡孔的办法。由此可见，角铁式车床夹具主要应用于两种情况：第一是形状较特殊，被加工表面的轴线要求与定位基准面平行或成一定角度；第二是工件的形状虽不特殊，但却不宜设计成对称式夹具时，也可采用角铁式结构。4．车床夹具的设计特点1）因为整个车床夹具随机床主轴一起回转，所以要求它结构紧凑，轮廓尺寸尽可能小，重量要尽量轻，重心尽可能靠近回转轴线，以减小惯性力和回转力矩。2）应有消除回转中的不平衡现象的平衡措施，以减小震动等不利影响。一般设置配置块或减重孔消除不平衡。3）与主轴连接部分是夹具的定位基准，应有较准确的圆柱孔（或圆锥孔），其结构形式和尺寸，依照具体使用的机床而定。4）为使夹具使用安全，应尽可能避免有尖角或凸起部分，必要时回转部分外面可加防护罩。夹紧力要足够大，自锁可靠。布置作业：P25413,14扬州工业职业技术学院教案序号21周次13授课形式讲授授课章节名称§5.3铣床夹具实例§5.4钻床夹具实例教学目的1、了解铣床夹具的类型与特点2、初步掌握铣床夹具设计的要点教学重点铣床夹具设计的要点教学难点铣床夹具设计的要点使用教具多媒体课外作业复习课后体会授课主要内容§5.3铣床夹具实例一．铣床夹具的分类铣床夹具按使用范围，可分为通用铣夹具、专用铣夹具和组合铣夹具三类。按工件在铣床上加工的运动特点，可分为直线进给夹具、圆周进给夹具、沿曲线进给夹具（如仿形装置）三类。还可按自动化程度和夹紧动力源的不同（如气动、电动、液压）以及装夹工件数量的多少（如单件、双件、多件）等进行分类。其中，最常用的分类方法是按通用、专用和组合进行分类。二．铣床常用通用夹具的结构铣床常用的通用夹具主要有平口虎钳，它主要用于装夹长方形工件，也可用于装夹圆柱形工件。机用平口虎钳是通过虎钳体1固定在机床上。固定钳口2和钳口铁3起垂直定位作用，虎钳体1上的导轨平面起水平定位作用。活动座8、螺母7、丝杆6（及方头9）和紧固螺钉11可作为夹紧元件。回转底座12和定位键14分别起角度分度和夹具定位作用。固定钳口2上的钳口铁3上平面和侧平面也可作为对刀部位，但需用对刀规和塞尺配合使用。三．典型铣床专用夹具结构（1）铣削键槽用的简易专用夹具（2）加工壳体的铣床夹具4．铣床夹具的设计特点铣床夹具与其它机床夹具的不同之处在于：它是通过定位键在机床上定位，用对刀装置决定铣刀相对于夹具的位置。（１）铣床夹具的安装铣床夹具在铣床工作台上的安装位置，直接影响被加工表面的位置精度，因而在设计时必须考虑其安装方法，一般是在夹具底座下面装两个定位键。定位键的结构尺寸已标准化，应按铣床工作台的T形槽尺寸选定，它和夹具底座以及工作台T形槽的配合为H7/h6、H8/h8。两定位键的距离应力求最大，以利提高安装精度。图4-85所示为定位键的安装情况。夹具通过两个定位键嵌入到铣床工作台的同一条T形槽中，再用T形螺栓和垫圈、螺母将夹具体紧固在工作台上，所以在夹具体上还需要提供两个穿T形螺栓的耳座。如果夹具宽度较大时，可在同侧设置两个耳座，两耳座的距离要和铣床工作台两个T形槽间的距离一致。（2）铣床夹具的对刀装置铣床夹具在工作台上安装好了以后，还要调整铣刀对夹具的相对位置，以便于进行定距加工。为了使刀具与工件被加工表面的相对位置能迅速而正确地对准，在夹具上可以采用对刀装置。对刀装置是由对刀块和塞尺等组成，其结构尺寸已标准化。各种对刀块的结构，可以根据工件的具体加工要求进行选择。如图4-86所示是对刀装置的使用简图。常用的塞尺有平塞尺和圆柱塞尺两种，其形状如图4-87所示。由于铣削时切削力较大，振动也大，夹具体应有足够的强度和刚度，还应尽可能降低夹具的重心，工件待加工表面应尽可能靠近工作台，以提高夹具的稳定性，通常夹具体的高宽比H/B≤1~1.25为宜。四、铣床夹具设计案例布置作业：P4066-36-4扬州工业职业技术学院教案序号21周次13授课形式讲授授课章节名称§5.3车床夹具实例§5.4钻床夹具实例教学目的1、了解钻床夹具的类型与特点2、初步掌握钻床夹具设计的要点教学重点钻床夹具设计的要点教学难点钻床夹具设计的要点使用教具多媒体课外作业P25416，17课后体会授课主要内容§5.4.3钻床夹具在钻床上进行孔的钻、扩、铰、锪、攻螺纹加工所用的夹具，称为钻床夹具。钻床夹具是用钻套引导刀具进行加工的，所以简称为钻模。钻模有利于保证被加工孔对其定位基准和各孔之间的尺寸精度和位置精度，并可显著提高劳动生产率。一、钻床夹具的分类钻床夹具的种类繁多，根据被加工孔的分布情况和钻模板的特点，一般分为固定式、回转式、移动式、翻转式、盖板式和滑柱式等几种类型。1）固定式钻模。在使用过程中，夹具和工件在机床上的位置固定不变。常用于在立式钻床上加工较大的单孔或在摇臂钻床上加工平行孔系。在立式钻床上安装钻模时，一般先将装在主轴上的定尺寸刀具（精度要求高时用心轴）伸入钻套中，以确定钻模的位置，然后将其紧固。这种加工方式的钻孔精度较高。2）回转式钻模。在钻削加工中，回转式钻模使用较多，它用于加工同一圆周上的平行孔系，或分布在圆周上的径向孔。它包括立轴、卧轴和斜轴回转三种基本形式。由于回转台已经标准化，故回转式夹具的设计，在一般情况下是设计专用的工作夹具和标准回转台联合使用，必要时才设计专用的回转式钻模。图4-88为一套专用回转式钻模，用其加工工件上均布的径向孔。3）移动式钻模。这类钻模用于钻削中、小型工件同一表面上的多个孔。图4-89为移动式钻模，用于加工连杆大、小头上的孔。工件以端面及大、小头圆弧面作为定位基面，在定位套12、13，固定V形块2及活动V形块7上定位。先通过手轮8推动活动V形块7压紧工件。然后转动手轮8带动螺钉11转动，压迫钢球10，使两片半月键9向外胀开而锁紧。V形块带有斜面，使工件在夹紧分力作用下与定式钻位套贴紧。通过移动钻模，使钻头分别在两个钻套4、5中导入，从而加工工件上的两个孔。4）翻转式钻模。这类钻模主要用于加工中、小型工件分布在不同表面上的孔，图4-90为加工套筒上四个径向孔的翻转式钻模。工件以内孔及端面在台肩销1上定位，用快换垫圈2和螺母3夹紧。钻完一组孔后，翻转60°钻另一组孔。该夹具的结构比较简单，但每次钻孔都需找正钻套相对钻头的位置，所以辅助时间较长，而且翻转费力。因此，夹具连同工件的总重量不能太重，其加工批量也不宜过大。5）盖板式钻模。这类钻模没有夹具体，钻模板上除钻套外，一般还装有定位元件和夹紧装置，只要将它覆盖在工件上即可进行加工。图4-91所示为加工车床溜板箱上多个小孔的盖板式钻模。在钻模盖板1上不仅装有钻套，还装有定位用的圆柱销2、削边销3和支承钉4。因钻小孔，钻削力矩小，故未设置夹紧装置。盖板式钻模结构简单，一般多用于加工大型工件上的小孔。因夹具在使用时经常搬动，故盖板式钻模所产生的重力不宜超过100N。为了减轻重量可在盖板上设置加强肋而减小其厚度，设置减轻窗孔或用铸铝件。6）滑柱式钻模。滑柱式钻模是一种带有升降钻模板的通用可调夹具。图4-92为手动滑柱式钻模的通用结构，由夹具体1、三根滑柱2、钻模板4和传动、锁紧机构所组成。使用时，只要根据工件的形状、尺寸和加工要求等具体情况，专门设计制造相应的定位、夹紧装置和钻套等，装在夹具体的平台和钻模板上的适当位置，就可用于加工。转动手柄6，经过齿轮条的传动和左右滑柱的导向，便能顺利地带动钻模板升降，将工件夹紧或松开。这种手动滑柱钻模的机械效率较低，夹紧力不大，此外，由于滑柱和导孔为间隙配合（一般为H7/f7），因此被加工孔的垂直度和孔的位置尺寸难以达到较高的精度。但是其自锁性能可靠，结构简单，操作迅速，具有通用可调的优点，所以不仅广泛使用于大批量生产，而且也已推广到小批生产中。它适用于一般中、小件加工。二、钻床夹具的设计特点钻床夹具的主要特点是都有一个安装钻套的钻模板。钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件。钻套装配在钻模板或夹具体上，其作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工。1）钻套的类型钻套按其结构和使用特点可分为以下四种类型。=1\*GB3①固定钻套。如图4-93a、b所示，它分为A、B型两种。钻套安装在钻模板或夹具体中，其配合为H7/nb或H7/rb。固定钻套的结构简单，钻孔精度高，适用于单一钻孔工序和小批生产。=2\*GB3②可换钻套。如图4-93c所示。当工件为单一钻孔工序的大批量生产时，为便于更换磨损的钻套，选用可换钻套。钻套与衬套之间采用F7/m6或F7/k6配合，衬套与钻模板之间采用H7/n6配合。当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉能防止加工时钻套的转动，或退刀时随刀具自行拔出。=3\*GB3③快换钻套。如图4-93d所示。当工件需钻、扩、铰多工序加工时，为能快速更换不同孔径的钻套，应选用快换钻套。快换钻套的有关配合同可换钻套。更换钻套时，将钻套削边转至螺钉处，即可取钻套。削边的方向应考虑刀具的旋向，以免钻套随刀具自行拔出。以上三类钻套已标准化，其结构参数、材料、热处理方法等，可查阅有关手册。=4\*GB3④特殊钻套。由于工件形状或被加工孔位置的特殊性，需要设计特殊结构的钻套。图4-94所示是几种特殊钻套的结构。图4-94a为加长钻套，在加工凹面上的孔时使用,为减少刀具与钻套的摩擦，可将钻套引导高度H以上的孔径放大。图4-94b为斜面钻套，用于在斜面或圆弧面上钻孔，排屑空间的高h<0.5mm，可增加钻头刚度，避免钻头引偏或折断。图4-94c为小孔距钻套，用圆销确定钻套位置。图4-94d为兼有定位与夹紧功能的钻套，在钻套与衬套之间，一段为圆柱间隙配合，一段为螺纹连接，钻套下端为内锥面，可使工件定位。2）钻模板是供安装钻套用的，应有一定的强度和刚度，以防止变形而影响钻套的位置和引导精度。3）为减少夹具底面与机床工作台的接触面积，使夹具放置平稳，一般都在相对钻头送进方向的夹具体上设置四个支脚。三、钻床夹具的设计案例布置作业：P25416，17扬州工业职业技术学院教案序号22周次13授课形式讲授授课章节名称§6.1基本概念§6.2获得加工精度的方法教学目的1、了解生产过程、工艺过程和生产纲领的概念2、掌握工序、工步、工位的区别3、掌握工艺规程的作用和制定步骤教学重点工序、工步的概念及区别教学难点工序、工步的概念及区别使用教具多媒体课外作业预习课后体会授课主要内容一、生产过程和工艺过程1、生产过程：指把原材料转变为成品的全过程。机械工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含热处理），产品装配，检验以及涂装等。企业在市场导向下，产品的生产过程主要可划分为四个阶段，即新产品开发、产品制造、产品销售和售后服务阶段。2、工艺过程：指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。而机械加工工艺过程是指利用机械加工的方法直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其转变为成品的过程。工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的工艺过程。二．机械加工工艺过程的组成1.工序—一个或一组工人在一个工作地点，对一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程叫工序。2．安装——经一次装夹后所完成的工序内容。工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程称为安装。装夹——定位——加工前工件在机床或夹具上占据一正确的位置夹紧——使正确位置不发生变化增加装夹时间——应尽量减少安装次数3．工位——工件与工装可动部分相对工装固定部分所占的位置多工位加工——提高生产率、保证加工面间的相互位置精度4．工步——加工表面和加工工具不变条件下所完成的工艺过程一次安装中连续进行的若干相同的工步→1个工步用几把不同刀具或复合刀具加工→复合工步5．走刀——每进行一次切削——1次走刀三．工艺规程1．工艺规程的作用——=1\*GB3①指导生产；=2\*GB3②组织生产和管理生产=3\*GB3③新建、扩建或改建工厂及车间2．工艺规程的设计原则：=1\*GB3①技术上的先进性；=2\*GB3②经济上的合理性；=3\*GB3③良好的劳动条件3.常用工艺文件的种类（1）机械加工工艺过程卡片（2）机械加工工艺卡（3）机械加工工序卡4.制订机械加工工艺规程的原始资料1）产品整套装配图、零件图2）质量标准3）生产纲领、生产类型4）毛坯情况5）本厂现有生产条件6）先进技术、工艺7）有关手册、图册5．工艺规程制定的步骤1）分析研究产品图纸2）工艺性分析3）选择毛坯4）拟订工艺路线5）选择设备、工装6）确定工序余量、工序尺寸7）确定切削用量、工时定额8）技术经济分析9）填写工艺文件四、生产纲领与生产类型1.生产纲领：产品的年生产纲领就是产品的年生产量。零件的年生产纲领按下列公式计算：N=Qn(1+a)(1+b)(3-1)式中N——零件的生产纲领，单位为件／年；Q——产品的年产量，单位为台／年；n——每台产品中所含该零件的数量，单位为件／台；a——零件的备品百分率；b——零件的废品百分率。2.生产类型的划分1）单件生产；2）大量生产；3）成批生产在成批生产中，根据批量大小可分为小批、中批和大批生产。小批生产的特点接近于单件生产的特点，大批生产的特点接近于大量生产的特点，中批生产的特点介于单件和大量生产特点之间。因此生产类型可分为：单件小批生产，大批大量生产，中批生产。各种生产类型的工艺特点见表3-3布置作业：预习扬州工业职业技术学院教案序号23周次14授课形式讲授授课章节名称§6.3零件工艺性分析§6.4毛坯选择教学目的1、了解零件工艺性的概念和零件结构工艺性的分析方法2、毛坯的种类、材料、毛坯的形状和毛坯的选择原则教学重点零件结构工艺性的分析方法教学难点零件结构工艺性的分析方法使用教具多媒体课外作业P3314-24-3课后体会授课主要内容§6.3零件工艺性分析一、定义—零件结构的工艺性是指所设计的零件在满足要求的前题下，制造的可行性和经济性。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。良好的结构工艺性是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。二、零件结构工艺性的分析，包括零件尺寸和公差的标注、零件的组成要素和整体结构等方面的分析。在毛坯制造方面：铸件：便于造型、拔模斜度；璧厚均匀、无尖边、尖角；锻件：形状简单、无尖边、尖角、飞刺，便于出模在加工方面：合理标注零件的技术要求；便于加工、减少加工；数控加工工艺性分析；减轻零件重量；保证加工的可行性、经济性；零件尺寸、规格、结构要素标准化；正确标注图纸尺寸及加工技术要求。在装配方面：便于装配、减少修配量；便于分解独立装配单元；便于平行、流水作业调整方便、减轻装配劳动；便于达到装配精度1．零件技术要求分析=1\*GB3①加工表面的尺寸精度=2\*GB3②主要加工表面的形状精度=3\*GB3③主要加工表面之间的相互位置精度=4\*GB3④各加工表面粗糙度以及表面质量方面的其他要求=5\*GB3⑤热处理要求及其它技术要求（如动平衡等）。1）零件的视图、技术要求是否齐全——主要技术要求和加工关键2）零件图所规定的加工要求是否合理3）零件的选材是否恰当，热处理要求是否合理2．零件结构及其工艺性分析=1\*GB3①结构组成——内外圆柱面、圆锥面、平面、螺旋面、齿形面、成形面=2\*GB3②结构组合——轴类、套筒类、盘环类、叉架类、箱体类★分析刚度及其方向=3\*GB3③结构工艺性——保证使用要求的前提下，能否以高生产率和低成本制造三．毛坯的选择1．毛坯种类的选择铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件、粉末冶金件和工程塑料件2．确定毛坯的形状和尺寸——尽量与零件接近毛坯加工余量——毛坯制造尺寸与零件相应尺寸的差值——加工总余量毛坯公差——毛坯制造尺寸的公差=1\*GB3①为工件安装稳定，有些毛坯需工艺凸台=2\*GB3②为加工方便，一些零件作整体毛坯——半圆形零件→合成整圆小零件（垫圈）→合成1件3．选择毛坯时应考虑的问题=1\*GB3①零件的材料及力学性能要求——铸铁、有色金属→铸；重要件→锻=2\*GB3②零件的结构形状与尺寸——复杂件→铸；小台阶轴→棒料，大台阶轴→锻=3\*GB3③生产纲领的大小——大批量→先进方法=4\*GB3④现有生产条件=5\*GB3⑤采用新工艺、新技术、新材料布置作业：P3314-24-3扬州工业职业技术学院教案序号24周次14授课形式讲授授课章节名称§6.5工艺路线的拟定教学目的1、了解表面加工方法和加工方案的选择2、掌握加工阶段的划分和原因3、掌握加工顺序的安排原则教学重点加工顺序的安排原则教学难点加工方案的选择使用教具多媒体课外作业P3314-1课后体会授课主要内容§6.5工艺路线的拟定一．表面加工方法和加工方案的选择（1）加工面的技术要求——经济精度——正常工作条件下所达到的加工精度（2）工件材料的性质及热处理；（3）工件的形状和尺寸；（4）结合生产类型考虑生产率和经济性；（5）现有生产条件二．加工阶段的划分粗加工阶段——尽快切除余量——高生产率半精加工阶段——继续减少加工余量，为精加工作准备，次要面加工精加工阶段——达到要求的加工精度和表面粗糙度光整加工和超精密阶段——降低表面粗糙度值原因：=1\*GB3①保证加工质量；=2\*GB3②合理使用设备；=3\*GB3③便于安排热处理；=4\*GB3④及时发现毛坯缺陷，保护精加工表面★加工阶段划分——针对零件加工的整个过程、针对主要加工面3．工序集中与工序分散工序集中——工序少，内容多——装夹次数少，位置精度高，设备数量少，工人少工序分散——工序多，内容少——设备工装简单，调整方便，切削用量合理；设备多，工人多三．加工顺序的安排（1）机械加工顺序的安排——=1\*GB3①先基准后其它=2\*GB3②先粗后精；=3\*GB3③先主后次、穿插进行；=4\*GB3④先面后孔●基准加工→主要面粗加工→次要面加工→主要面半精加工→次要面加工→修基准→主要面精加工（2）热处理工序的安排1）预备热处理——正火和退火——粗加工前时效处理——粗加工前、后调质处理——粗加工后，半精加工前2）最终热处理——淬火——精加工、磨削前渗碳淬火——半精加工后；渗氮——尽量靠后表面处理（电镀及氧化）——最后●毛坯制造→退火或正火→主要面粗加工→次要面加工→调质（或时效）→主要面半精加工→次要面加工→淬火（或渗碳淬火）→修基准→主要面精加工（3）辅助工序的安排检验——粗加工后，精加工0前；转车间前后；重要工序前后，完工后去毛刺——钻、铣、刨、拉后，淬火前辅助工序——清洗、防锈、去磁、平衡等布置作业：P3314-1扬州工业职业技术学院教案序号25周次15授课形式讲授授课章节名称§6.6加工余量的确定教学目的1、了解加工余量的基本概念2、掌握影响加工余量大小的因素3、掌握确定加工余量大小的方法教学重点用查表法确定加工余量教学难点理解影响加工余量大小的因素使用教具多媒体课外作业复习课后体会授课主要内容§6.6加工余量的确定一．加工余量的概念（1）工序余量——切除的金属层厚度——等于前后工序尺寸之差被包容面：Zb=a-b包容面：Zb=b-a外圆表面：2Zb=da-db内孔表面：2Zb=db-da（2）总加工余量ZΣ=各工序加工余量之和=毛坯尺寸与零件尺寸之差=毛坯余量●单向入体原则——被包容面——基本尺寸为最大极限尺寸，上偏差为零包容面——基本尺寸为最小极限尺寸，下偏差为零孔与孔（平面）间距离尺寸——对称分布毛坯尺寸——正负分布●工序余量的变动范围=前后工序尺寸公差之和二．影响最小加工余量的因素（1）前工序的表面粗糙度Ra和表面缺陷层深度Ha（2）前工序的尺寸公差Ta（3）前工序的相互位置偏差ρa（4）本工序加工时的安装误差εb三．加工余量的确定加工余量的大小对工件的加工质量、生产率和生产成本均有较大影响。加工余量过大，不仅增加机械加工的劳动量、降低生产率，而且增加了材料、刀具和电力的消耗，提高了加工成本；加工余量过小，则既不能消除前道工序的各种表面缺陷和误差，又不能补偿本工序加工时工件的安装误差，造成废品。因此，应合理地确定加工余量。确定加工余量的基本原则是：在保证加工质量的前提下，加工余量越小越好。实际工作中，确定加工余量的方法有以下三种：1）查表法根据有关手册提供的加工余量数据，再结合本厂生产实际情况加以修正后确定加工余量。这是各工厂广泛采用的方法。2）经验估计法根据工艺人员本身积累的经验确定加工余量。一般为了防止余量过小而产生废品，所估计的余量总是偏大。常用于单件、小批量生产。3）分析计算法根据理论公式和一定的试验资料，对影响加工余量的各因素进行分析、计算来确定加工余量。这种方法较合理，但需要全面可靠的试验资料，计算也较复杂。一般只在材料十分贵重或少数大批、大量生产的工厂中采用。§6.7工序尺寸及其公差的确定工件上的设计尺寸一般都要经过几道工序的加工才能得到，每道工序所应保证的尺寸称为工序尺寸。编制工艺规程的一个重要工